(全)輸變電工程 全壽命周期解析

輸變電工程全壽命周期解析輸變電工程使用壽命是工程質(zhì)量水平的重要指標。國家電網(wǎng)公司輸變電工程使用壽命的目標是：新設(shè)計建設(shè)的輸變電工程建構(gòu)筑物使用壽命達到60年以上，變電主要一次設(shè)備和線路主要設(shè)備使用壽命達到40年以上，主要二次設(shè)備使用壽命達到20年以上。1目的和意義使用壽命是指在正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維護下，所應(yīng)達到的使用年限。建設(shè)輸變電工程使用壽命的目標，是對建設(shè)“一流電網(wǎng)”工程質(zhì)量提出的更高要求，也是對設(shè)備制造行業(yè)的規(guī)范和引領(lǐng)。提高工程使用壽命，有利于基建管理理念和方法創(chuàng)新，有利于節(jié)約環(huán)保，有利于新技術(shù)推廣應(yīng)用，有利于提高工程整體水平，有利于電網(wǎng)安全可靠運行，有利于公司整體利益最大化。輸變電工程使用壽命與經(jīng)濟發(fā)展、設(shè)備匹配、技術(shù)進步、建設(shè)成本等密切相關(guān)，涉及規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備質(zhì)量、施工工藝、運行維護等各方面工作。提高輸變電工程使用壽命，要處理好與經(jīng)濟發(fā)展、負荷發(fā)展的關(guān)系。要綜合考慮負荷增長、地方規(guī)劃調(diào)整等因素，科學(xué)設(shè)定設(shè)備容量、壽命等指標，實現(xiàn)工程使用壽命與經(jīng)濟發(fā)展、負荷發(fā)展匹配。避免因負荷增長、地方規(guī)劃發(fā)生變化，設(shè)備容量不夠，未達到設(shè)計使用壽命就需更換。要處理好與設(shè)備壽命的關(guān)系。堅持設(shè)備壽命與工程壽命匹配、主設(shè)備與輔助設(shè)備壽命匹配、設(shè)備主體部件與輔助部件壽命匹配，逐步實現(xiàn)在滿足工程使用功能前提下，不同系統(tǒng)、不同設(shè)備、不同部件之間，實現(xiàn)運行年限“長短板”合理匹配。要處理好與電網(wǎng)技術(shù)進步的關(guān)系。采用成熟可靠的新技術(shù)，不斷提高工程建設(shè)質(zhì)量是提高工程壽命的有效手段。要積極采用新工藝、新材料，應(yīng)用安全可靠性高、能量消耗低、低碳環(huán)保、使用壽命長的設(shè)備，充分發(fā)揮技術(shù)進步在提高設(shè)備質(zhì)量，提高工程使用壽命方面的積極作用。要處理好壽命和成本的關(guān)系，充分考慮不同類型工程的投資水平，細化壽命需求，實現(xiàn)壽命與成本的合理匹配。提高工程的設(shè)計、設(shè)備、材料質(zhì)量是提高工程使用壽命基礎(chǔ)和前提。必須以資產(chǎn)全壽命周期安全、效能、成本指標最優(yōu)為目標，改進“短板”環(huán)節(jié)，實現(xiàn)工程各類設(shè)備、建筑之間壽命和功能的優(yōu)化匹配。2總體原則按照建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的總體要求，樹立全壽命周期管理理念，開展專項研究，采取有效措施，努力做到可靠性、耐久性和經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，提升工程建設(shè)質(zhì)量，努力實現(xiàn)一流的工程設(shè)計、一流的設(shè)備、材料，建設(shè)“世界一流電網(wǎng)”。可靠性：確保技術(shù)方案安全可靠，確保設(shè)備、材料壽命匹配安全可靠，確保工程投運后電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。耐久性：正常使用和維護條件下，主要設(shè)備、材料的壽命能夠滿足工程使用壽命要求，并適當(dāng)留有裕度；功能具備拓展空間，能夠滿足電網(wǎng)技術(shù)升級和安全穩(wěn)定運行的要求。經(jīng)濟性：綜合考慮工程初期投資與長期運行費用，追求工程壽命期內(nèi)最佳的企業(yè)經(jīng)濟效益。3技術(shù)措施3.1變電站站址選擇站址應(yīng)不占或少占耕地和經(jīng)濟效益高的土地，宜利用劣地、荒地、坡地，并應(yīng)盡量減少土石方量，并注意站址的地質(zhì)穩(wěn)定性，避免在容易受到洪水、泥石流、滑坡、高地震烈度、采空區(qū)等影響變電站安全穩(wěn)定運行的地方建站。3.2變電電氣一次部分1)主要設(shè)備額定參數(shù)考慮壽命周期內(nèi)發(fā)展裕度，短路電流應(yīng)按照變電站遠景的系統(tǒng)阻抗進行計算，近遠期結(jié)合，避免在設(shè)計壽命周期內(nèi)更換。主變壓器的并列情況應(yīng)按照系統(tǒng)確定的最大運行方式進行計算。2)應(yīng)采用全壽命周期內(nèi)性能價格比高的設(shè)備。因地制宜采用維護少、節(jié)能環(huán)保設(shè)備。在高寒、高污穢等特殊環(huán)境條件地區(qū)，應(yīng)合理選擇設(shè)備型式及安裝方式，提高變電設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性。3)主要電氣一次設(shè)備，主要指變壓器、電抗器、斷路器、隔離開關(guān)，按使用壽命40年設(shè)計選型，與其配套的輔助設(shè)備，按照與主設(shè)備壽命匹配的原則進行設(shè)計。4)接地材料設(shè)計選型要充分考慮土壤的腐蝕狀況，用于接地工程銅覆鋼材料的銅層厚度不應(yīng)小于0.8mm。3.3變電電氣二次系統(tǒng)電氣二次設(shè)備按使用壽命20年設(shè)計選型。按照模塊化、標準化設(shè)計原則，具有互換性和通用性。屋外就地布置時，應(yīng)考慮二次設(shè)備防護能力和運行環(huán)境的要求。3.4變電土建部分1)建構(gòu)筑物按使用壽命60年設(shè)計。2)金屬材料的結(jié)構(gòu)注重防腐處理，防腐處理應(yīng)在加工廠完成，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架宜采用螺栓連接。3)根據(jù)工程自然環(huán)境條件，合理確定混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土強度等級、保護層厚度、水泥品種、骨料等。4)對鹽漬土等腐蝕性土壤，對基礎(chǔ)應(yīng)采取防腐設(shè)計。3.5線路路徑選擇1)應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃的要求，綜合考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、線路長度、地形地貌、城鎮(zhèn)規(guī)劃、環(huán)境保護、交通條件、施工和運行等因素，進行多方案技術(shù)經(jīng)濟比較，保證線路安全可靠，經(jīng)濟合理。線路路徑宜避讓重冰區(qū)、易舞區(qū)、地形復(fù)雜等地區(qū)。2)應(yīng)加強對地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查，避免在泥石流、滑坡、采動影響等區(qū)域立塔。3.6線路設(shè)計氣象條件加強災(zāi)害、微地形微氣象的調(diào)查，合理準確劃分冰、風(fēng)等氣象條件，提高輸電線路抵御自然災(zāi)害的能力。3.7導(dǎo)線和地線。結(jié)合新技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)盡量采用可靠性高、節(jié)能型的導(dǎo)線。導(dǎo)地線應(yīng)滿足電氣和機械等使用條件要求，并結(jié)合環(huán)境特點，確定防腐性能，滿足壽命要求。選擇合理的導(dǎo)地線防振措施，避免次檔距振蕩，微風(fēng)振動，提高導(dǎo)地線耐久性能。3.8絕緣子和金具。1)應(yīng)根據(jù)污穢程度和污染物成分，對不同材質(zhì)的絕緣子進行技術(shù)經(jīng)濟比較，綜合考慮安全性和經(jīng)濟性后確定絕緣子型式。采用合成絕緣子時，應(yīng)注意抗老化性能的要求，并采用易于維護更換的金具組裝形式。2)污穢嚴重的覆冰地區(qū)絕緣設(shè)計應(yīng)采用增強絕緣、不同盤徑絕緣子組合等形式。3)優(yōu)化金具連接設(shè)計，提高耐磨、防脫落性能，提高可靠度。應(yīng)用金具通用設(shè)計，與橫擔(dān)連接的第一個金具應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活且受力合理，適當(dāng)提高強度等級。4)線路通過1級和2級舞動區(qū)，應(yīng)采用絕緣子、金具、桿塔適當(dāng)加強、加裝防舞裝置等綜合措施。3.9絕緣配合、防雷和接地1)應(yīng)加強對沿線已建線路雷害、污閃、冰閃、風(fēng)偏放電等情況的調(diào)查，必要時采取相應(yīng)的措施。2)應(yīng)加強對沿線鳥害的調(diào)查。鳥害嚴重地區(qū)，應(yīng)適當(dāng)加大絕緣距離和空氣間隙或其他減輕鳥害的措施。3)接地材料設(shè)計選型充分考慮土壤的腐蝕狀況。3.10鐵塔和基礎(chǔ)1)鐵塔自地面以上10米范圍內(nèi)的螺栓均采用防盜螺栓，鐵塔10米以上采用雙帽防松，提高抗舞性能。2)對鹽漬土等腐蝕性土壤，對基礎(chǔ)采取防腐設(shè)計。3.11設(shè)備制造要求1)堅持設(shè)備使用壽命和工程使用壽命匹配，主設(shè)備和輔助設(shè)備的壽命匹配，設(shè)備主體部件和輔助部件的壽命匹配。2)主變壓器、高壓電抗器的油箱、絕緣件、鐵芯、繞組等按使用壽命40年設(shè)計制造。便于更換的部件，如絕緣油、橡膠密封墊、冷卻器、二次接線箱等設(shè)備按照與主設(shè)備壽命匹配的原則進行設(shè)計。3)斷路器、隔離開關(guān)、互感器等主要電氣設(shè)備按使用壽命40年設(shè)計制造。操動機構(gòu)、智能化元件等輔助設(shè)備按照與主設(shè)備壽命匹配的原則進行設(shè)計。4)無功補償裝置、站用變等電氣一次設(shè)備均按使用壽命40年設(shè)計制造。5)電氣二次設(shè)備，包括控制、保護、通信、遠動、自動化等裝置，按使用壽命20年設(shè)計制造。積極采用可靠成熟的先進技術(shù)，降低整體功耗，延長使用壽命6)電氣二次設(shè)備應(yīng)按照模塊化、標準化設(shè)計原則，增加互換性和通用性。對于電源、功率器件等難以提高壽命的部件，應(yīng)采用易于更換維護的設(shè)計方案。7)內(nèi)置在一次設(shè)備中的測量、檢測傳感器元件，應(yīng)與主體一體化、模塊化設(shè)計，原則上與主設(shè)備使用壽命一致，必要時采用模塊更換的方式，實現(xiàn)壽命匹配。3.12工程材料選擇要求1)變電站材料使用方面，金屬材料加強防腐性能，合成材料加強抗老化能力，混凝土嚴格執(zhí)行相應(yīng)標準，加強防風(fēng)化和防腐蝕能力。2)接地材料選用銅覆鋼時，材料應(yīng)滿足《電氣工程接地用銅覆鋼材料技術(shù)條件》(Q/GDW466-2010)的技術(shù)性能要求。目前由于工藝限制，套管冷拉銅覆鋼容易出現(xiàn)覆銅層不連續(xù)，影響接地裝置使用壽命，工程設(shè)計中不宜選用。3)電力電纜絕緣層材料應(yīng)優(yōu)先選擇絕緣性能好，壽命長的品種，如交聯(lián)聚乙烯絕緣材料。4)應(yīng)加強桿塔防腐、防金屬疲勞等耐久性能方面的研究，研究應(yīng)用表面鍍層技術(shù)、稀土合金防腐技術(shù)。5)輸電線路鐵塔材料質(zhì)量等級應(yīng)滿足不低于B級鋼的基本要求，當(dāng)極端最低溫度低于-30℃時，桿塔選材應(yīng)進行專題論證，合理選擇鋼材等級。6)基礎(chǔ)主筋宜采用HRB400級鋼筋，其他鋼筋宜采用HPB300級鋼筋。7)普通基礎(chǔ)混凝土的強度等級不低于C25，灌注樁基礎(chǔ)混凝土的強度等級不低于C30，水泥、砂及骨料應(yīng)滿足基礎(chǔ)抗腐蝕的要求。3.13系統(tǒng)規(guī)劃